V tem članku bomo izdelali nevidni detektor zlomljene žice, ki se uporablja za preverjanje zlomljenih ali odklopljenih žic znotraj sten. Zlomljeno žico zazna tako, da zazna prisotnost izmenične napetosti v žici. Ko bo v bližini prisotna izmenična napetost, bo začelo piskati in LED bo šla visoko, ko pa ne bo izmenične napetosti ali če bo prišlo do pretrgane žice, bo zvočni signal še vedno tiho, LED pa bo nizka. To vezje lahko služi tudi kot detektor EMF in lahko zazna električno polje, ki ga ustvarja izmenični tok (AC).
Naprave, ki delujejo na izmenični tok, na primer električni likalniki, brusilniki, klimatske naprave, poplavne luči, se napajajo z dolgimi 2 ali 3 jedrnimi kabli, priključenimi na omrežje AC. Zaradi dolgotrajne uporabe teh naprav s pretokom močnega toka ali zaradi mehanskih obremenitev se lahko te žice od nekje zlomijo.
Zelo težko je najti natančno lokacijo zlomljene žice, saj so danes električne žice nameščene znotraj sten s pomočjo PVC cevi. In zaradi tega ljudje praviloma raje zamenjajo pokvarjenega, namesto da bi ga popravili. Da bi našli natančen položaj zlomljene žice, je ta detektor zlomljene žice zelo priročen, ki zazna zlomljeno žico z zaznavanjem EMR, ki ga v žici ustvarja izmenični tok. Ustavi se, da zasliši, kjer najde zlomljeno žico in LED na vezju se bo prav tako spustila.
Zahtevane komponente:
- IC CD 4069
- Tranzistor BC 547
- Zvočni signal
- 9V baterija
- LED
- Upori 10M, 4,7k, 470k, 220k, 470 in 1,8k ohma
- 47k spremenljiv upor
- Dioda 1N4148
- 470pF, 100nF kondenzator
Shema vezja in razlaga:
Glavni del projekta je IC 4096. To je šestnajstiški pretvorniški CMOS IC, ki vsebuje šest pretvorniških vezij. Pomagal nam bo pri zaznavanju elektromagnetnega polja. Povezan je linearno tako, da se med zatiči 1 in 2 postavi povratni upor. Upor povratnega upora je visok, tako da sprememba elektromagnetnega polja ne vpliva na IC 4096.
Ko elektromagnetnega polja ni, potem pin 4 IC 4096 ostane visok in če je elektromagnetno polje v bližini detektorskega vezja, potem pin 4 postane nizek in pin 12 postane visok, kar sproži NPN tranzistor BC547 gor RDEČO LED.
Hkrati se bo pin 6 tudi visoko dvignil in na izhodu pin 6 bo dioda obrnjena nazaj, kar bo povzročilo delovanje RC oscilatorja, ki sta ga ustvarila R7 in C2. Frekvenca tega oscilatorja bo približno 1 KHz in izhod tega oscilatorja bo poganjal brenčalo.
Delovna razlaga:
Delovanje tega detektorja zlomljene žice je zelo enostavno in glavni del tega vezja je, kot smo že omenili, šestnajstiški pretvornik IC CD4069. Ta IC je sestavljen iz 6 pretvornikov, ki so v bistvu "NOT" vrata. Vrata N3 in N4 od teh šestih pretvornikov delujejo kot impulzni generator, ki niha znotraj zvočnega območja približno 1 KHz.
Upori R4 (470k) in R5 (220k) ter kondenzator C1 (100nF) v tem vezju so časovne komponente, ki določajo frekvenco. Vrata N1 in N2 zaznata prisotnost izmenične napetosti okoli žične žice in šibke izmenične napetosti, izbrane iz preskusne sonde. Oscilatorno vezje omogoči ali onemogoči izhodni zatič vrat N2, ki je izhodni zatič 10.
Ko v bližini žične žice ne bo prisotna izmenična napetost, bo izhodni zatič 10 ostal nizek in posledično dioda D3 deluje v prednastavljenem načinu in zadržuje oscilatorni del pred nihanjem. Podobno nizka moč zatiča 6 omejuje tranzistor pred vodenjem. Zaradi tega zvočni signal ne bo piskal, LED-dioda pa bo ostala nizka.
Ko vezje zazna prisotnost izmenične napetosti v njegovi bližini, se izhodni zatič 10 dvigne visoko. To bo oscilatorju omogočilo nihanje s približno frekvenco 1 KHz. Ko bo oscilator nihal, bo LED-lučka utripala pri zelo visoki hitrosti in zvočni signal bo začel piskati. Medtem ko LED in zvočni signal dejansko nihata, vendar se zdi, da neprekinjeno svetijo, saj je hitrost utripanja zelo velika.